Alzheimer: mecanismul celular elimină proteinele defecte
Acumularea de proteine tau defecte este o caracteristică importantă a bolilor neurodegenerative, cum ar fi Alzheimer. Proteinele defecte formează încurcături care perturbă funcția creierului și distrug celulele nervoase sau neuronii.
Acum, oamenii de știință au identificat o moleculă care joacă un rol vital în a ajuta la prevenirea acumulării de proteine tau toxice în creier.
Molecula, care poartă numele de sortare a proteinelor vacuolare 35 (VPS35), identifică și elimină proteinele tau defecte din neuroni.
Folosind celule umane, cercetătorii de la Școala de Medicină Lewis Katz (LKSOM) de la Universitatea Temple din Philadelphia, PA, au arătat că ar putea controla acumularea tau modificând nivelurile de VPS35.
Ei descriu concluziile într-un Psihiatrie moleculară lucrare de studiu.
„O parte majoră a ceea ce face VPS35”, spune autorul principal al studiului, Prof. Domenico Praticò, director al Centrului Alzheimer al LKSOM la Temple, „este să sorteze și să transporte proteinele disfuncționale către siturile de degradare”.
Cercetătorul și colegii săi au constatat, de asemenea, că efectul VPS35 asupra tau depinde de activitatea catepsinei D, o enzimă care descompune proteinele din celule.
Neuroni vulnerabili la proteine defecte
Plierea corectă a proteinelor este necesară pentru funcționarea celulelor. Dacă se pliază incorect, nu funcționează corect și pot perturba procesele vitale. Pentru a proteja împotriva acestui lucru, celulele au mecanisme de eliminare a proteinelor defecte.
Cu toate acestea, se produce acumularea de proteine defecte. Neuronii sunt deosebit de vulnerabili la depozitele de proteine îndoite din cauza biologiei lor unice. Această vulnerabilitate ar putea explica de ce acumularea deficitară de proteine apare adesea în bolile neurodegenerative.
Tau este una dintre cele mai comune proteine care formează depozite toxice în creier. Oamenii de știință numesc această condiție tauopatie.
Studiile anterioare au evidențiat deja că problemele cu VPS35 apar în boala Alzheimer. Aceste studii au arătat, de asemenea, că persoanele cu boală Alzheimer au mai puțin VPS35 în creier.
Cu toate acestea, până la cercetările recente, nu era clar cum se lega VPS35 de acumularea tau.
Prof. Praticò spune că el și echipa sa și-au propus să stabilească dacă VPS35 are un rol în eliminarea tauului defect în celule.
Scăderea VPS35 crește depozitele tau
Pentru studiul lor, echipa a folosit țesuturi cerebrale de la persoane cu fie paralizie supra-nucleară progresivă (PSP), fie boală Picks. Au ales aceste două condiții, deoarece depozitele lor de proteine toxice provin doar din tau defect.
În schimb, creierul persoanelor cu boală Alzheimer tind să acumuleze depozite de două proteine defecte: beta-amiloid și tau.
Cercetătorii au descoperit că nivelurile de VPS35 au fost cu 50% mai mici în eșantioanele PSP și Picks decât în țesutul cerebral al persoanelor care nu aveau o boală neurodegenerativă.
În experimentele pe celule umane cultivate, au descoperit că ar putea controla direct cantitatea de acumulare de tau modificând nivelurile de VPS35. În plus, au descoperit că efectul depinde de activitatea catepsinei D.
Acesta este primul studiu care arată că VPS35 are un rol în tauopatie.
Conectivitate sinaptică redusă cu 40-50%
Echipa a modificat apoi nivelurile de VPS35 la șoareci, cu creșterea tau în creier. Au arătat că reducerea VPS35 a înrăutățit memoria și capacitățile de învățare ale animalelor și a afectat controlul mișcării.
Când cercetătorii au examinat țesuturile cerebrale ale animalelor, au descoperit că scăderea VPS35 a perturbat sinapsele neuronilor și le-a afectat considerabil capacitatea de comunicare.
Animalele au pierdut aproximativ 40-50% din „conectivitatea sinaptică” ca urmare a scăderii VPS35.
Echipa sugerează că ar putea fi posibil să se dezvolte un medicament care restabilește funcția VPS35 în bolile neurodegenerative. Plănuiesc deja să investigheze această posibilitate.
Prof. Praticò sugerează că vizarea unui mecanism în locul unei enzime ar putea fi o abordare mai viabilă.
„Când tau rămâne în celule, este foarte rău pentru sinapse, locurile în care neuronii se întâlnesc și schimbă semnale.”
Prof. Domenico Praticò
